La bomba de hidrógeno (bomba H), bomba térmica de fusión o bomba termonuclear se basa en la obtención de la energía desprendida al fusionarse dos núcleos atómicos, en lugar de la fisión de los mismos.
La energía se desprende al fusionarse los núcleos de deuterio (H²1) y de tritio (H³1), dos isótopos del hidrógeno, para dar un núcleo de helio. La reacción en cadena se propaga por los neutrones de alta energía desprendidos en la reacción.
Para iniciar este tipo de reacción en cadena es necesario un gran aporte de energía, por lo que todas las bombas de fusión contienen un elemento llamado iniciador o primario, que no es sino una bomba de fisión. A los elementos que componen la parte fusionable (deuterio, tritio, etc) se le conoce como secundario.
La primera bomba de este tipo se hizo estallar en Eniwetok (atolón de las Islas Marshall) el 1 de noviembre de 1952 con marcados efectos en el ecosistema de la región. La temperatura alcanzada en el «Zona Cero» (lugar de la explosión) fue de más de 15 millones de grados, tan caliente como el núcleo del Sol, por unos cuantos segundos. Literalmente vaporizó dicha isla.
Estrictamente hablando las bombas llamadas termonucleares no son bombas de fusión sino fisión/fusión/fisión, la detonación del artefacto primario de fisión inicia la reaccion de fusión como descripta pero el propósito de la mismo no es generar energía sino neutrones de alta velocidad lo cuales son usados para fisionar grandes cantidades de material fisible (U235, PU239 o incluso U238) que forma parte del artefactos secundario.
En un artefacto termonuclear clásico la aportación del componente de fusión al total de energía liberada no supera el 25% siendo en general mucho menor a esto.
